Исте ћелије које чувају мозак могу играти кључну улогу у можданом удару и Алцхајмеровој болести

Здравље мозга зависи од више него само од његових неурона. Сложена мрежа крвних судова и имуних ћелија делује као посвећени чувари мозга – контролишу шта улази, уклањају отпад и штите га од претњи формирањем крвно-мождане баријере.

Нова студија истраживача са Института Гледстон и Универзитета Калифорније у Сан Франциску (UCSF) показује да многи генетски фактори ризика за неуролошке болести попут Алцхајмерове болести и можданог удара делују у овим заштитним ћелијама.

„Када се проучавају болести које погађају мозак, већина истраживања се фокусирала на неуроне у мозгу“, рекао је др Ендру Ц. Јанг, истраживач Института Гледстон и главни аутор нове студије. „Надам се да ће наши налази побудити веће интересовање за ћелије које чине границе мозга, јер оне могу играти кључну улогу у болестима попут Алцхајмерове болести.“

Налази, објављени у часопису Neuron, баве се дугогодишњим питањем о томе где почиње генетски ризик и сугеришу да рањивост у одбрамбеном систему мозга може бити кључни окидач за болест.

Мапирање бранитеља мозга

Током година, велике генетске студије повезале су десетине варијанти ДНК са повећаним ризиком од неуролошких болести као што су Алцхајмерова болест, Паркинсонова болест или мултипла склероза.

Али велика мистерија је остала: Више од 90 процената ових варијанти налази се не у самим генима, већ у околним регионима ДНК који не кодирају протеине, раније погрешно названим „смећа ДНК“. Ови региони делују као сложени регулатори који укључују или искључују гене.

До сада, научницима је недостајала комплетна мапа тачно који регулатори контролишу које гене и у којим можданим ћелијама делују, што их је спречавало да пређу са генетских открића на нове третмане.

Нова технологија даје одговоре

Крвно-мождана баријера је прва линија одбране мозга. То је ћелијска граница коју формирају ћелије крвних судова, имуне ћелије и друге ћелије подршке које пажљиво контролишу приступ мозгу.

Али ове важне ћелије је било тешко проучавати, чак и уз најмоћније генетске технике. Да би превазишли овај проблем, Гледстонов тим је развио технологију под називом MultiVINE-seq која им омогућава да нежно изолују васкуларне и имуне ћелије из постмортално људског можданог ткива.

Технологија је први пут омогућила истовремено мапирање два слоја информација: активности гена и образаца приступа хроматину (подешавања регулатора) у свакој ћелији. Научници су проучили 30 узорака мозга људи са и без неуролошких болести, дајући им детаљан увид у то како генетске варијанте ризика делују у различитим типовима можданих ћелија.

Заједно са истраживачима Рајаном Корсесом и Кејти Полард, водећи аутори Мадиган Рид и Шреја Менон комбиновали су свој атлас једноћелијских ћелија са великим генетским подацима о Алцхајмеровој болести, можданом удару и другим болестима мозга. Ово им је омогућило да тачно укажу где су варијанте повезане са болестима активне - и утврђено је да су многе активне у васкуларним и имуним ћелијама, а не у неуронима.

„Раније смо знали да ове генетске варијанте повећавају ризик од болести, али нисмо знали где или како делују у контексту ћелија мождане баријере“, каже Рид. „Наша студија показује да многе од њих функционишу специфично у крвним судовима и имуним ћелијама мозга.“

Различите болести - различити поремећаји

Један од најупечатљивијих налаза студије је да генетски фактори ризика утичу на систем мождане баријере на фундаментално различите начине у зависности од болести.

„Изненадили смо се када смо видели да генетски покретачи можданог удара и Алцхајмерове болести имају тако различите ефекте, иако обе болести утичу на крвне судове мозга“, каже Рид. „Ово сугерише да су механизми заиста различити: структурно слабљење крвних судова код можданог удара и ослабљена имунолошка сигнализација код Алцхајмерове болести.“

Код можданог удара, генетске варијанте првенствено утичу на гене који контролишу структурни интегритет крвних судова, потенцијално их ослабљујући. Док код Алцхајмерове болести, оне појачавају гене који регулишу имунолошку активност, што сугерише да је кључни фактор повећана упала, а не слабљење крвних судова.

Међу варијантама повезаним са Алцхајмеровом болешћу, једна се издвојила - уобичајена варијанта близу гена PTK2B, који је присутан код више од трећине популације. Била је најактивнија у Т ћелијама, врсти имуних ћелија. Варијанта појачава експресију гена, што може стимулисати Т ћелије да се активирају и уђу у мозак, што доводи до хиперактивације имуног система. Тим је пронашао ове „преоптерећене“ Т ћелије близу амилоидних плакова, протеинских грудвица које су карактеристичне за Алцхајмерову болест.

„Научници још увек расправљају о улози Т ћелија и других компоненти имуног система код Алцхајмерове болести“, каже Јанг. „Овде представљамо генетске доказе код људи да уобичајени фактор ризика за Алцхајмерову болест може деловати преко Т ћелија.“

Занимљиво је да је PTK2B већ позната мета лекова, а лекови који инхибирају његову активност већ су у клиничким испитивањима за рак. Нова студија отвара могућност истраживања да ли би се такви лекови могли поново користити за Алцхајмерову болест.

Значај локације

Резултати студије „бранитељских ћелија“ мозга отварају две нове могућности за његову заштиту.

Пошто се ове ћелије налазе на критичној споји између мозга и тела, оне су стално изложене факторима начина живота и околине који могу да интерагују са генетском предиспозицијом и подстакну болест. Њихова локација их такође чини обећавајућом метом за терапију, јер потенцијално омогућава лековима да појачају одбрану мозга споља, без потребе да пролазе кроз сложену крвно-мождану баријеру.

„Овај рад ставља васкуларне и имуне ћелије у мозгу у први план“, каже Јанг. „С обзиром на њихов јединствени положај и улогу у повезивању мозга са телом и спољашњим светом, наш рад може довести до нових, приступачнијих циљева лекова и стратегија превенције које штите мозак споља.“